摘要：针对氧化锆陶瓷在传统砂轮磨削过程中存在的磨削力大、加工质量较差等问题,根据叶脉分形结构在减阻导流与散热传质方面的优异性能,建立叶脉分形角模型,设计30.0°、45.0°和60.0°3种不同分形角度的叶脉仿生分形纹理化金刚石砂轮,对比分析原始砂轮与3种仿生分形砂轮对氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度Ra、磨削力和磨削力比的影响。结果表明:仿生分形砂轮比原始砂轮具有更好的磨削性能;与原始砂轮相比,仿生分形砂轮的法向磨削力降低了12.7%~55.8%,切向磨削力降低了8.1%~40.3%,且其对表面粗糙度Ra影响不明显;当分形角为30.0°时,获得的磨削力比最小值为1.4~3.0,表面粗糙度Ra最小值为1.824μm。

摘要：受限于风洞尺寸和仿真计算规模,研究高速列车气动噪声问题时,通常采用缩比模型。然而,由于受电弓区域的流场结构复杂,缩比模型的使用会导致雷诺数减小,从而改变流场结构,进而影响气动噪声特性。为探明模型尺度对气动噪声声源分布和辐射噪声强度的影响,结合大涡模拟和Ffowcs Williams-Hawkings积分方程,研究高速列车受电弓区域不同缩比尺度下的气动激扰特征、表面偶极子声能和远场辐射噪声声压级。研究结果表明:随着模型尺寸减小,流动主尺度从受电弓上部迁移到受电弓下部。流场变化导致声场主发声源随之迁移,受电弓区域的整体辐射噪声呈下降趋势。1/4、1/8、1/16、1/25和1/50比例的缩比模型辐射噪声分别为97.40,95.39,94.30,92.48和88.1 dB(A)。其中,1/4比例的缩比模型受电弓上部声源声功率占比为32%,受电弓区域整体声源谱型存在2个峰值,峰值频率由弓头和上臂杆产生;而在1/50缩比模型中受电弓下部声源声功率占比为87%,受电弓区域整体声源谱型呈现宽频特征,与受电弓腔谱型特征一致。研究结果揭示模型缩小导致的误差是非线性的,进行缩比模型试验时,需要根据具体的缩比尺度对声源特征进行相应的修正,以便更准确地反映实际情况。研究结果可为缩比模型试验仿真以及未来高速列车的低气动噪声设计提供参考依据。